柴油發電機組為何比其他發電設備更可靠?深度對比為你揭曉
(一)廠家林立的市場格局
在當今社會,柴油發電機組作為重要的電力供應設備,其市場呈現出廠家林立的格局。國內廠家中,清華泰豪以其智能、綠色、高效的數據中心電力供應及管理解決方案在行業內占據重要地位。泰豪電源近年來保持了高速而穩健的增長,2017 年實現合同銷售額 25 億人民幣,業務覆蓋交通、醫療、金融、制造等多個領域。無錫百發同樣實力不俗,擁有占地 6 萬多平方米的現代化生產基地,與世界知名的發動機、發電機制造商保持長期合作,產品功率從 8kW 至 3000kW,適用于各種通用和特殊應用領域。
國外廠家方面,卡特彼勒作為全球知名的發電機組品牌,旗下產品性能卓越。卡特彼勒 CAT?D60 GC 柴油發電機組可在 60Hz 下產生 60ekW 的可靠電力,符合 EPA 穩態緊急應用(Tier 3)排放標準,且節省多達 23% 安裝空間。卡特彼勒 CAT?3516C Tier 4 Final(60Hz)柴油發電機組能在 60Hz 下產生 1650 到 2500ekW 的可靠電力,在重負荷應用場合中發揮久經考驗的性能,全球工作小時數超過 40 億,自 1981 年起在大型發動機市場中一直處于領先地位。康明斯電力也是全球領先的發電機組供應商,為全球客戶提供優質的產品和服務。
(二)品牌實力大比拼
不同品牌的柴油發電機組廠家在成立時間、起源地等方面各具特色。卡特彼勒成立于 1925 年,起源于美國,在建筑工程機械、礦用設備、柴油和天然氣發動機等領域全球領先。康明斯電力成立于 1919 年,同樣來自美國,是全球電廠、柴油和燃氣發電機組等領域的領先制造商。清華泰豪成立于 1996 年,依托清華大學的技術背景,在智能電力領域表現出色。無錫百發起源于 1992 年的昆明,經過近 30 年的發展,成為亞洲領先的柴油發電機組生產基地。
這些廠家在產品性能、質量、服務等方面各有優勢。卡特彼勒以其卓越的品質和技術實力,在全球市場占據重要份額;康明斯電力以其全面的產品線和優質的服務,贏得了客戶的廣泛認可;清華泰豪以其智能電力解決方案,在數據中心等領域嶄露頭角;無錫百發則以與世界知名品牌合作,提供豐富的產品選擇和可靠的電力解決方案。在市場競爭中,各廠家不斷創新,提升自身實力,為客戶提供更好的產品和服務。
二、柴油發電機組的用途:多元應用顯身手
(一)四大用途全解析
自備電源:某些用電單位沒有網電供應,如遠離大陸的海島、偏遠的牧區、農村、荒漠高原的軍營、工作站、雷達站等,就需要配置自備電源。在發電功率不太大的情況下,柴油發電機組往往成為自備電源的首選。例如,一些偏遠的海島,由于地理位置特殊,無法接入網電,柴油發電機組就成為了保障島上居民生活和工作的重要電力來源。
備用電源:備用電源也稱應急電源,主要用途是某些用電單位雖然已有比較穩妥可靠的網電供應,但為了防止意外情況,如出現電路故障或發生臨時停電之類,仍配置自備電源作應急發電使用。醫院、小區、數據中心等重要場所,一旦斷電,可能會對人們的生命安全和重要數據造成嚴重影響,因此,柴油發電機組作為備用電源就顯得尤為重要。
替代電源:替代電源的作用是彌補網電供應之不足。一是網電價格過高,從節約成本的角度選擇柴油發電機組作為替代電源;另一個是在網電供應不足的情況下,網電使用受到限制,供電部門不得已到處拉閘限電,這時,用電單位為了正常地生產和工作,就需要替代電源加以救濟。例如,一些小型工廠,在網電價格較高時,選擇柴油發電機組作為替代電源,可以降低生產成本。
移動電源:移動電源就是沒有固定的使用地點,而被到處轉移使用的發電設施。柴油發電機組由于其輕便靈活易操作的特點,而成為移動電源的首選。移動電源一般被設計為電源車輛的形式,有自行電源車輛,也有拖車電源車輛。在一些野外施工、搶險救災等場合,移動電源可以為現場提供及時可靠的電力保障。
(二)行業對比展優勢
與其他發電設備相比,柴油發電機組在體積、操作、能源來源等方面具有明顯優勢。在體積方面,柴油發電機組體積小,重量輕,易于安裝和使用。例如,高速柴油機重量通常為 8 - 20KG/KW,而蒸汽機的重量是柴油大的 4 倍以上。在操作方面,柴油發電機組啟動迅速,正常起動僅幾秒鐘,在緊急情況下 1 分鐘內即可達到滿負荷狀況,正常運轉狀況約為 5 - 10 分鐘可運至滿負荷,停機過程較短,可頻繁啟停。而蒸汽機從開始狀況到滿載狀況大約需要 3 到 4 個小時。在能源來源方面,柴油的閃點比汽油高,不太可能被火花或火意外點燃,且沸點也比水高,蒸發緩慢,價格相對穩定。
在應對各種自然環境和供電需求變化時,柴油發電機組也表現出了極高的可靠性。例如,在低溫環境下,柴油發電機組仍能可靠啟動。GJB235A 中的平均故障間隔時間(MTBF)最高要求僅為 1000h,很多情況下機組已經成為制約武器系統總體可靠性指標的瓶頸。而柴油發電機組通過低溫啟動可靠性設計、低噪條件下的可靠性熱設計、減振設計以及并聯運行設計等,可以提高機組的任務可靠性,滿足新型武器對機組在低溫啟動、降噪、提高任務可靠性的高標準要求。
三、柴油發電機組的好處:優勢獨具贏青睞
(一)成本與價值的平衡
柴油發電機組在成本方面具有顯著優勢。首先,柴油相對便宜,與普通汽油相比,柴油的價格更為低廉,這使得柴油發電機組在能源成本上更具優勢,降低了生產成本,有助于調節市場上的產品價格。同時,柴油發電機的售后價值高,很受歡迎,容易銷售,無論是新的還是用過的柴油發電機,都很少甚至沒有折舊。
柴油發電機組還具有穩定性和高性能,柴油發動機通常是商業級機器,不僅能承受極端風化,還能在持續延長的時間內表現出高性能,具有很高的容錯性。此外,柴油發電機多種用途的特點也為用戶帶來了極大的便利,它不僅可以用于發電,還可以用于許多其他用途,不同的工業應用可以使用該發電機產生的機械或電力來執行其功能,在沒有其他能源的地方提供電力。
(二)與其他能源對比
與燃氣發電機相比,柴油發電機在多個方面更具優勢。在燃料類型方面,柴油以其穩定性(比氣體易燃性低)、能量密度與體積比和有效消耗率而聞名。一般來說,與天然氣發電機相比,柴油發電機燃燒的燃料量不到一半,同時能夠提供相同的工作輸出量。
在輸出效率上,柴油發電機的燃油效率更高,能夠在單位燃料消耗下產生更多的能量,降低運行成本。在服務與維護方面,柴油發電機在不連續用作主要電源時(例如作為備用發電機使用)需要較少的維護,因為沒有用于火花點火的火花塞,降低了維護間隔的頻率。
耐用性方面,柴油發電機組制造堅固,能夠承受高壓縮使用的嚴格應用,運行溫度也比天然氣發電機組低,使得柴油發電機的使用壽命和整體壽命更長。在多功能性上,柴油發電機可用于許多不同的行業和各種應用,無論是現場安裝還是用作移動式裝置為離網項目供電,都能成為主要電源。
總的來說,柴油發電機使用壽命更長,可靠性更高。只需最少的維護,柴油發電機的使用壽命將比汽油或燃氣發電機的壽命更長,它們也更能抵抗日常磨損和撕裂損壞,同時高效的發電機只需要最少的維護,并且運行成本更低。例如,柴油發電機的運行溫度比以天然氣為燃料的發電機低得多,這將使它們可以在高溫下持續更長時間,確保發電機長時間運行,不會突然發生故障。
四、柴油發電機組的能耗:精打細算控成本
(一)油耗計算有方法
柴油發電機組的油耗計算方式對于用戶來說至關重要,它可以幫助用戶準確預估運行成本。一般來說,柴油發電機的制造商使用參數大多會用 G/KW.H,其意思是指發電機組一千瓦一小時耗多少克油,再將單位換成升就能知道一小時耗油成本。一升柴油約等于 0.84 - 0.86 公斤(1L = 0.8 - 0.85KG)左右。
例如,30kw 柴油發電機組油耗量約為 6.3 公斤(kg)=7.8 升(L);45kw 柴油發電機組油耗量約為 9.45 公斤(kg)=11.84 升(L);50kw 柴油發電機組油耗量約為 10.5 公斤(kg)=13.1 升(L);75kw 柴油發電機組油耗量約為 15.7 公斤(kg)=19.7 升(L);100kw 柴油發電機組油耗量約為 21 公斤(kg)=26.25 升(L);150kw 柴油發電機組油耗量約為 31.5 公斤(kg)=39.4 升(L);200kw 柴油發電機組油耗量約為 40 公斤(kg)=50 升(L);250kw 柴油發電機組油耗量約為 52.5 公斤(kg)=65.6 升(L);300kw 柴油發電機組油耗量約為 63 公斤(kg)=78.75 升(L);350kw 柴油發電機組油耗量約為 73.5 公斤(kg)=91.8 升(L);400kw 柴油發電機組油耗量約為 84.00 公斤(kg)=105.00 升(L);450kw 柴油發電機組油耗量約為 94.50 公斤(kg)=118.00 升(L);500kw 柴油發電機組油耗量約為 105.00 公斤(kg)=131.20 升(L)。這些只是估算值,僅供參考。
(二)影響因素細分析
1. 負載大小對油耗的影響
負載是影響柴油發電機組油耗的重要因素之一。一般來說,當柴油發電機組在滿載運行時油耗相對較高,而按照柴油發電機廠家的要求,負載所需的功率應是柴油發電機實際功率的 70% - 80% 左右時,其燃油的經濟性比較高。例如,在柴油發電機正常運行中,當過載或是滿載運行時,通過消音排氣管排出的煙是呈現黑色的,而當負載降下來后就恢復正常。
2. 品牌對油耗的影響
不同品牌的柴油發電機組,其油耗也會有所不同。比如玉柴 30 千瓦柴油發電機與濰坊型 30 千瓦柴油發電機中,玉柴 30 千瓦柴油發電機的燃油消耗率是在 200g/KW.H 左右,而濰坊型 30 千瓦柴油發電機的燃油消耗率是在 230g/KW.H。功率越大,相對數值上的對比就會更明顯。
3. 溫升過高的原因及解決方法
(1)溫升過高的原因:
(2)解決方法:
- 檢查柴油機機體和齒輪室蓋、行輪一側的大盤、后蓋、蓋罩等連接處的密封墊是不是完好,連接處的螺絲有沒有松動。如果在機架位置有漏油現象,就要對機油殼進行檢查。
- 定期檢查冷卻系統的運行情況,確保水泵工作正常,散熱器清潔暢通,并注意及時修復或更換有問題的部件。
- 定期清洗進氣和排氣系統,保持通暢,并檢查和修復可能出現的損壞部件。
- 選擇合適功率的柴油發電機,避免超負荷運行,同時定期檢查設備的承載能力,及時調整和分配負荷。
- 在高溫天氣、高海拔區域或密閉空間等條件下,可以采取增加通風設備、增加散熱面積、采用更好的隔熱材料或選用適合環境條件的發電機等降溫措施。
五、柴油發電機組的參數:性能指標全知曉
(一)基本參數解讀
額定功率:柴油發電機組的額定功率是在連續運行 12 小時不損壞的前提下所能輸出的穩定電力值,它決定了能驅動多少設備,單位通常為千瓦(kW)或兆瓦(MW)。例如,一些大型工廠可能需要高額定功率的柴油發電機組來滿足生產設備的電力需求。
功率因數:反映了電機在額定運行狀態下的功率使用效率,是衡量電力設備效率的重要指標。功率因數越高,說明設備對電能的利用越充分。
額定電壓:指柴油發電機組在正常工作時的線電壓,標準為伏(V)或千伏(kv)。不同的應用場景對電壓的要求不同,如家庭用電一般為 220V,而工業用電可能需要更高的電壓。
額定電流:在額定狀態下,發電機輸出的線電流,以安(A)或千安(kA)衡量。額定電流的大小與負載的大小和功率有關。
額定轉速:為保持交流電頻率在 50Hz,發電機組所需的最低轉速,通常以轉 / 分(r/min)計。額定轉速的穩定性對于保證電力輸出的質量至關重要。
額定效率:設備在理想條件下的工作效率,一般在 0.8 到 0.95 之間。額定效率越高,說明發電機組在將柴油的化學能轉化為電能的過程中損失越少。
額定頻率:我國標準規定,額定頻率為 50 赫茲,這是電力系統穩定運行的基礎。如果頻率不穩定,可能會對用電設備造成損壞。
額定溫升:為確保安全運行,發電機組允許的定子和轉子繞組相對于環境溫度的最高增溫,以 40℃為參考。過高的溫升可能會影響發電機組的性能和壽命。
這些基本參數對于選擇和使用柴油發電機組至關重要。在選購時,用戶需要根據實際需求,綜合考慮這些參數,以確保選擇到合適的發電機組。
(二)噪聲源分析
柴油發電機組的噪聲源主要來自發動機和發電機。發動機在工作過程中會產生排氣噪聲、機械噪聲和燃燒噪聲等。其中,排氣噪聲是一種高溫、高速的脈動性氣流噪聲,是發動機噪聲中能量大、成分又多的部分。其基頻是發動機的發火頻率,隨氣流速度增加,噪聲頻率顯著提高。機械噪聲主要是發動機各運動部件在運轉過程中受氣體壓力和運動慣性力的周期變化所引起的震動或相互沖擊而產生的,具有噪聲傳播遠、衰減少的特點。燃燒噪聲是柴油在燃燒過程中產生的結構震動和噪聲。
發電機在工作時也會產生噪聲,主要有電磁噪聲和冷卻風扇擾動空氣所產生的風扇噪聲。此外,機組風扇噪聲是由渦流噪聲和旋轉噪聲組成的,排風噪聲、氣流噪聲、風扇噪聲、機械噪聲均是通過排風的通道輻射出去的。
發動機和發電機的性能參數如汽缸和排量、最大電流等,對噪聲水平有直接影響。一般來說,功率越大的柴油發電機組,其噪聲也相對較大。例如,一臺 500kW 進口機組,機房內的噪聲可達 105 - 108dB (A)。在不經過治理的情況下,機房外環境噪聲為 70 - 80dB(A)或更高,相同功率參數的國產機組噪聲則更大些。
為了降低柴油發電機組的噪聲,可以采取隔聲、消聲、吸聲、阻尼、減振等措施。例如,采用隔音材料、優化風扇設計、安裝消音器等,將運行噪音降至最低,確保即使在居民區或敏感區域也能安心使用。